淺論地面管網管線腐蝕原因及延長使用壽命的有效措施

王暉　封瑩　王琛

【摘要】：油田管網集輸廣泛采用的單井集輸流程為并聯式集輸流程，也就是將所有生產油井產出的油、氣、水通過管線匯集到一起輸送至聯合站。管線由于長期深埋在地下以及頻繁地開關井等各種腐蝕、水擊、振動因素的影響時常出現管網穿孔，油、氣、水滲漏的現象。不僅造成大量油水井頻繁停井與污染環境事故的發生，使得職工的工作量及勞動強度大為增加；而且縮短了集輸管網的使用壽命，影響了油水井的正常生產和油水井產量的完成。

【關鍵詞】：管線管網；延長；壽命；穿孔；滲漏；污染；措施

勝利油田開發已經半世紀，隨著開發過程的不斷深入，地下油氣水的分布狀況發生了變化，含水越來越高，有的油層已經達到了90%以上。地層中的腐蝕性介質不斷的從原油中分離出來，這些腐蝕介質隨油井采出的井液一起通過地面管線輸送到聯合站；以及注水站的污水輸送到井口。在輸送過程中對地面管網管線必然會產生了很強的腐蝕性，從而造成地面管網管線穿孔、滲漏，造成油水井停產以及環境污染，造成人力、物力的大量損失。

一、造成地面管網管線腐蝕的原因

隨著油田進入高含水開發后階段，地面管網管線的使用年限已經很長，腐蝕老化嚴重的現象不可避免，管線穿孔時常發生。如何來延長地面管網管線的使用壽命，是管理決策者所面對的難題及職工希望減少工作量的期盼。因為地面管網管線穿孔后決策者必須及時到現場進行勘察分析、提出整改措施以及處理污染，促使決策人員的工作量大幅增加和勞動強度增大，職工希望少穿孔減小勞動強度。通過分析觀察，目前現場生產中造成地面管網管線穿孔的現象主要有以下幾種原因：

1、管網管線的使用年限已經較長。管線的使用已經接近報廢期限，腐蝕嚴重，脫皮、氧化等現象大量存在。使得管網管線一受到水力沖擊載荷影響，某個薄弱節點就會被沖擊破，從而造成穿孔。

2、隨著油田地下油氣水的分布狀況變化，含水逐年升高。地層中所含的H2S、CO2以及殘酸、泥漿和固相顆粒等各種腐蝕性介質逐漸分離出來，這些介質在輸送過程中對以鋼鐵為主的地面管線有很強的一腐蝕作用，使得地面管網的管壁越來越薄，當壓力波動大時就出現穿孔或自然腐蝕穿孔；

3、油田進入高含水開發后期，為了提高采收率，各種增產措施的應用越來越廣泛，如壓裂、酸化、化學解堵等。由于這些措施在施工過程中，配以各種化學藥劑與地層以及井內管柱和地面管線的配伍性存在很大的差異，這些藥劑會在地層中發生化學變化，生成了對地面管網管線有性的介質。這些介質隨油井采出的井液一起通過地面管線輸送到聯合站，在集輸過程中對地面管網管線必然產生了一定的腐蝕作用，從而引起穿孔；

3、所用集輸管網設備材料質量和施工質量的影響。有的施工單位因利益驅使，使用廢舊管網管線；為了節約成本，焊口只焊一遍。這樣，如果監督方沒有監督到位，廢舊的管線在極短的時間就會穿孔。實踐證明至少有30%的穿孔是由于此方面原因引起的。

4、地層出砂的影響。在油田開發過程中隨著地層中油氣水的不斷采出，地層壓力不斷下降，地層出砂現象越來越嚴重。地層中的沙礫伴隨著采出的油氣水在地面管線中流動，對地面管網管線進行沖擊、磨損，使管線底部摩擦出溝槽，從而縮短了管網管線的使用壽命；

5、地面管網管線的自然環境影響。管網管線在施工過程中地面情況復雜，經常出現跨越淤泥、溝渠、池塘、沼澤等自然環境。由于這些環境多為鹽堿地，礦物質含量高，由于管線長期裸露在野外，風吹雨淋日曬，其表面的防腐層很容易遭到破壞，腐蝕性的介質就會順著破壞部位逐漸延伸，從而對地面管線造成由外向內的腐蝕。

6、污水水質的影響。注水站所輸送的污水礦化度高，含有CO/2、H2S成垢離子以及各種有機物和化學藥劑。這些成分對集輸污水管網管線的腐蝕極大，也是引起穿孔的主要原因。，

二、現場管理中延續地面管網管線使用壽命的方法

1、補漏：補漏就是操作人員對漏點進行電氣焊焊接，封堵漏點。一年四季，無論嚴寒酷暑，只要地面管線出現穿孔，操作人員必須放空進行挖孔補漏。這是對地面管線延長其使用壽命的暫時性的維護措施。

2、換管：換管是在局部施焊補漏無法使地面管線繼續正常生產的情況下采取的一種更換管線的措施。由于換管只是對相對腐蝕嚴重的管網管線進行局部更換而非全面更換的，這樣會使沒有更換部位穿孔現象還會繼續發生。

3、帶壓堵漏：對于低壓管線，一般多采用打卡子。就是用在專用的卡子，墊上膠皮，利用螺絲的預緊力來擰緊卡子，達到堵住漏點的目的；對于高壓干線多采用專用工具打鋼帶，達到堵注漏點的目的。這兩種方法都是暫時性的堵漏法。卡子和鋼帶一遇外力破壞，隨時都有重新穿孔的危險。

三、地面管網管線使用壽命縮短的原因

1、管網管線受力狀況

現場管理中經常會遇到這種情況，當地面管線穿孔補漏或進行放空施工后不久地面管線就會出現再次穿孔的現象。這種現象是因為油水井的各種生產狀況引起的：如更換盤根盒、光桿，作業施工、焊補、換管等，需要對單井地面管線放空泄壓來保證施工的順利進行，施工完后再將管線沖壓后恢復生產。由于壓力的增減沖擊，地面管線受到泄壓與充壓的影響，打破了地面管線原有的受力狀況，在一收一擴的過程中給了地面管網管線造成損傷，頻繁的進行泄壓與充壓嚴重的影響了地面管線的使用壽命。特別是使用年限長的管線更加明顯，加大了穿孔范圍，甚至造成局部換管。

2、管網管線所受的自然狀況

油井采出的井液粘度發生變化，油井出砂、結蠟等增加了得地面管線在輸送井液時的壓力與摩擦阻力增大，勢必造成地面管線內徑擴張，造成管線的強度降低，從而縮短了地面管線的使用壽命，造成穿孔、換管現象的發生。

3、管網管線本身質量及施工質量。

四、延長地面管網管線壽命的措施

1、加大監督力度，選用質量好的鋼制管線，同時提高施工隊伍的施工質量水平。

2、遇到如更換井口盤根盒、更換桿管等施工時要盡量杜絕單井地面放空，避免地面管線出現泄壓與充壓的情況出現。通過大量的現場統計數據表明，管線在“一沖一泄”的沖擊應力下，最容易受到磨損及腐蝕。因此，在現場操作時無需將整個地面管線進行放空施工，最好將放出的井液利用小型回收罐將其回收即可，從而保護地面管網管線因壓力變化造成的損傷，從而延長其壽命。

3、作業井洗井時，由于壓力及排量大，對于地面管線老化的井應避免洗井進入干線。應將洗井洗出的井液用回收罐進行回收；開井時應密切注意井口回壓的變化，回壓過高應及時停井，利用回收罐回收井液直至壓力正常，避免因壓力波動大造成穿孔來延長管線的使用壽命。

4、加強日常管理工作，及時錄取油水井的回壓與油樣，加大巡檢力度。如果油井產出的井液發生變化，應及時觀察壓力，當壓力發生明顯的升高時應及時停井，并調整好地面摻水量，使回壓降低到正常值。特別是稠油井、結蠟井和沒有摻水的井應加密錄取壓力與油樣，應密切注意壓力的變化，如壓力持續上升應及時停井分析原因，避免地面管線超壓工作，來延長其使用壽命；

5、加強職工業務素質能力，提高其管理水平。通過技能培訓及業務學習，使現場職工的操作水平不斷提升，從而避免誤操作，人為的造成地面管網管線憋壓，使得地面管線超壓工作而產生穿孔等損壞現象，這樣也有利于延長地面管線的使用壽命。

參考文獻

1.劉明亮.油氣管線防腐檢測的探索和思考 2008

2.丁鵬.海底管線安全可靠性及風險評價 《中國石油大學》 2008